DE1773804A1

DE1773804A1 - Klinkengetriebe

Info

Publication number: DE1773804A1
Application number: DE19681773804
Authority: DE
Inventors: Max Dipl-Ing Hetzel
Original assignee: Centre Electronique Horloger SA
Current assignee: Centre Electronique Horloger SA
Priority date: 1967-07-11
Filing date: 1968-07-09
Publication date: 1971-04-01
Also published as: FR1579650A; CH990167A4; GB1176619A; ES352759A1; BE717918A; NL6809700A; AT286178B; CH486058A

Description

GK/cs CEH 98 D

CENTRE ELECTRONIQUS HORLOGER S.A., NeucbÄtel (Schweiz)

2, Rue Abraham-Louis Breguet

Klinkengetriebe

Die Erfindung betrifft Klinkengetriebe mit Klinke und Schaltrad zum Umwandeln von Schwingungebewegungen in eine Drehbewegung. Insbesondere betrifft die Erfindung Klinkengetriebe für Uhren mit tonfrequentem Resonator . als M

Gangordner« der ein Zeigerwerk antreibt.

Ih vielen Anwendungen müssen Klinkengetriebe nur sehr wenig Leistung übertragen. Insbesondere in Uhren ist der Energieverbrauch sehr gering. Beispielsweise zum Antreiben des Zeigerwerke einer Armbanduhr benötigt man nur etwa ein Mikrowatt. Andererseits können In Klinkengetrieben sehr hohe

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Massenträgheitskräfte auftreten, die in keinem Verhältnis zu der übertragenen Leistung stehen. Beispielsweise in Armbanduhren mit tonfrequenten Resonatoren als Gangordner sind die in Klinkengetrieben auftretenden Kräfte proportional der dritten Potenz der Frequenz der übertragenen Schwingungen bewegungen. Mit der Frequenz steigt allerdings auch die Qualität einer Armbanduhr an.

Wenn Schwingnngsbewegungen hoher Frequenz in eine Drehbewegung umge·» wandelt werden sollen, muss ein Klinkengetriebe so konstruiert sein, dass möglichst wenig Massenträgheitskräfte auf das schwingende Antriebselement zurückwirken. Ih Armbanduhren mit tonfrequentem Resonator, Klinkengetriebe und Zeigerwerk befinden sich im Zeigerwerk verhältniemässig grosse Massen, die über das Klinkengetriebe nur möglichst kleinen Beschleunigungen ausgesetzt werden sollen.

Es wurde bereits vorgeschlagen (DAS 1 254 542 und deutsche Patentenmeldung P 15 23 714. β), zum Glätten der Periodizität der Bewegungen dem Klinkengetriebe einen Federspeicher beizuordnen, der an das Zeigerwezk einer Uhr Energie weiterleitet, ohne dass dies Rückwirkungen auf einen das Klinkengetriebe antreibenden Resonator hätte. Der Federspeicher ist allerdings ein verhältnismässig komplizierter Mechanismus und dement- . sprechend teuer und störanfällig.

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Es wurde auch schon vorgeschlagen (D-Patentanmeldung C 38 391 Kb/83b), dem Klinkengetriebe einer Uhr mit tonfrequentem Resonator eine berührungs·· freie magnetische Kupplung beizuordnen, in dem das Magnetfeld der einander zugeordneten Polpaare zweier Polräder einen entsprechenden Energiebzw. Kraftspeicher darstellt. Die magnetische Kupplung trennt dabei das Zeigerwerk der Uhr vom Klinkengetriebe, das selbst keine grossen Massen aufweist und somit nur geringe Reaktionskräfte auf den. Gangordner der Uhr ausübt. Obwohl sich dieses Klinkengetriebe verhältnismassig gut bewährt hat, setzt es der Frequenz des Resonators doch immer noch Grenzen. Auss er dem ist es verhältnismässlg aufwendig und entsprechend teuer.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere für Uhren mit tonfrequenten Resonatoren als Gangordner ein Klinkengetriebe zu schaffen, in dem die Periodiiität der Bewegung geglättet wird, das auf das antreibende Element möglichst wenig ReaktionskräfteauaTIbt und ausserdem sehr einfach aufgebaut ist.

Bei einem Klinkengetriebe mit Klinke und Schaltrad zum Umwandeln von Schwingungebewegungen in eine Drehbewegung, insbesondere für eine Uhr mit tonfrequentem Resonator als Gangordner, der ein Zeigerwerk antreibt, ist die genannte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zum Umwandeln

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der Schwingungsbewegung in eine möglichst ruckfreie Drehbewegung das Schaltrad mindestens teilweise aus einem Material hoher magnetischer Koerzitivkraft gefertigt ist und an seinem Umfang mindestens ein Polpaar aufweist, und dass das Schaltrad direkt an ein Polrad magnetisch angekoppelt ist. Erfindungsgemäss kann das Schaltrad einen Radreifen aus Material hoher magnetischer Koerzitivkraft aufweisen, der auf einer Achse sitzt, deren Durchmesser etwa halb so gross wie der Durchmesser des Reifens ist. Im Radreifen befinden sich die Polpaare. Eine andere erfinderische Ausfflhrungsform des neuen Klinkengetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad einen Radreifen aus Material, das sich gut bearbeiten lässt und verschleißfest ist, vorzugsweise aus Kupfer-Beryllium-Bronce? aufweist, dass ferner der Radreifen auf eine Achse aus Material hoher magnetischer Koerzitivkraft aufgezogen ist, die mindestens ein magnetisches Polpaar am Umfang aufweist, und dass die Dicke des Reifens gerade zum Schneiden von Zähnen des Schaltrads ausreichend bemessen ist. Gerade bei Klinkengetrieben für Armbanduhren oder für andere entsprechende feinmechanische Instrumente sind die Zahne des Schaltrades so klein« dass die Dicke des Radreifens nur einige wenige hundertstel Millimeter betragen muss. Die notwendige magnetische Kopplung ist also auch dann gesichert., wenn sich das Polrad auf der selben Höhe wie das Schaltrad befindet, dieses nicht berührt und an die polarisierte Achse des Schaltrades auf wenige

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hundertstel Millimeter Abstand heranreicht.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass der Teil des Klinkengetriebes, der unmittelbar den Beschleunigungen durch das antreibende Element ausgesetzt ist, selbst nur geringe Massen aufweist. Auch die Bauhöhe des erfindungsgemässen Klinkengetriebes ist sehr gering, was gerade für den Bau von Armbanduhren erhebliche Vorteile mit sich bringt, Ausserdem kann das neue Klinkengetriebe sehr einfach ausgebildet sein und erfordert keine erheblichen Aufwendungen in der Produktion für die^Einhaltung einer bestimmten Genauigkeit.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden durch ein AusfOhrungsbeispiel mit Hilfe der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung s{el· len dar:

Figur 1 die Schemaskizze eine Aufsicht auf das erfindungsgemässe

Klinkengetriebe in einer Ausführungsform, und

Figur 2 einen Teilquer schnitt durch eine mit dem erfindungsgemässen

Klinkengetriebe ausgerüsteten Uhr.

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Gemäss der Darstellung in Fig. 1 ist ein Schaltrad durch einen Radreifen gebildet, der auf einer Achse 2 sitzt. Der Radreifen besteht aus Material hoher magnetischer Koerzitivkraft, beispielsweise aus einer Platin-Kobalt-Legierung, die unter dem Handelsnamen Platinax auf den Markt kommt. Der Radreifen ist magnetisch polarisiert und weist drei Polpaare mit wechselnder Polarität am Umfang auf. Die Pole werden in Fig. 1 durch die Buchstaben N und S symbolisiert. Die richtige Funktion des Klinkengetriebes ist aber auch dann gewährleistet, wenn das Schaltrad nur ein oder zwei Polpaare aufweist.

Am Umfang des Radreifens 1 sind Zähne eingefräst, in die zwei Klinken 9 und 10 eingreifen. Eine der beiden Klinken steht mit dem antreibenden Element, beispielsweise mit einem tonfrequenten Resonator in Verbindung, der als Gangordner einer Armbanduhr dient. Die andere Klinke steht feet und richtet die Bewegung des Schaltrades gleich. Die Erfindung bezieht sich allerdings nicht unmittelbar auf die beiden Klinken 9 und 10; sie erstreckt sich vielmehr auch auf Klinkengetriebe, die nur eine Klinke aufweisen. :

An das Schaltrad ist ein Polrad 11 magnetisch angekoppelt» das ebenfalls magnetische Polpaare wechselnder Polarität am Umfang aufweist· Allerdings

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kann das Polrad auch aus magnetisch weichem Material hergestellt sein, wenn es am Umfang Zähne aufweist, die in den Magnetfeldern des Schaltrades entsprechend wechselnd polarisiert werden. Auch beim PoIrad 11 besteht vorzugsweise nur ein Radreifen aus ferromagnetischem Material., während eine Radachse aus nicht magnetischem Material hergestellt sein kann.

Gemäss der Darstellung in Fig. 2 ist das Schaltrad auf beiden Seiten in je einem Steinlager mit zwei Steinen 3 und 4 bzw,. 5 und 6 gelagert. Die Steinfassungen sind der Uebersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Jedes der beiden Lager befindet sich in einer Brücke 7 bzw. 8, die sich beidseitig eines Resonatorfusses 13 erstrecken.

Eine der beiden in Fig. 1 dargestellten Klinken 9 oder 10 steht mit dem Resonator in Verbindung. Aber auch beide Klinken kennen an verschiedene Schwingarme des Resonators angeschlossen sein_c

Das Polrad 11 befindet sich gemäss der Darstellung in Fig. 2 auf der selben HOhe wie das Schaltrad und ist etwa achsparallel zu diesem angeordnet. Ein Ritzel 12 des Polrades greift in die Zähne des ersten Getrieberades eines Zeigerwerke. Das Polrad 11 kommt unter keinen Umständen mit dem Schaltrad

in Berührung und ist lediglich über ein Magnetfeld an dieses angekoppelt.

Ba das Schaltrad und seine Achse ein nur sehr geringes Trägheitsmoment aufweisen sollen, ist der Durchmesser des Sehaltrades sehr klein gewählt. Bei einem Klinkengetriebe für eine Armbanduhr betragt beispielsweise der Durchmesser des Schaltrades etwa 0,5 mm. Die Dicke des Reifens 1 des Schaltrades beträgt etwa 0,1 mm. Wenn der Radreifen aus einer Platin-Kobalt-Legierung besteht, ergibt sich daraus ein Trägheitsmoment in der GrOs-

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senordnung von 10 g ^# cm . Auf dem Schaltrad befinden sich etwa 36 Zähne. Es kann aber bei gegebenem Durchmesser bis zu 160 und mehr aufweisen.

Gemäss der Darstellung in Fig. 2 befinden sich am Polrad BL keine Vorsprünge. Wie bereits zum Ausdruck gebracht wurde, können Magnetpole allerdings auch durch vorspringende Zähne markiert sein. Wenn eine sehr starke Kopplung zwischen Schaltrad und Polrad gewünscht wird, besteht das Polrad im wesentlichen aus Material hoher magnetischer Koerzitivkraft und weist eigene Polpaare auf, deren Abstände etwa den Abständen der Pole am Schaltrad entsprechen. Die Nabe und die Achse des Polrades bestehen aus nicht magnetischem Material, beispielsweise aus Messing, das wesentlich billiger ist als das Material mit hoher Koerzitivkraft. In billigen Uhren würde man das Polrad 11 im wesentlichen aus einer Eisen-Nickel-Legierung oder sogar

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nur aus Weicheisen herstellen.

Der gelochte Lagerstein 3 und der Deckstein 4 sind so durchsichtig, dass man durch sie das Schaltrad beobachten und den Eingriff der Klinken in die Zähne des Schaltrades einstellen kann. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass die Zeichnung keinen Hinweis auf die Grössenordnung der einzelnen Teile enthalt, und dass beispielsweise der Radreifen 1 des Schaltrades einen wesentlich geringeren Durchmesser aufweist als die Lager steine 3 und 4 bzw. 5 und 6.

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Claims

7016 . 28.6,68 GK/es JA CEH 98 D ' Pat entans pr flehe

1. Klinkengetriebe mit Klinke und Schaltrad zum Umwandeln von Schwingungsbewegungen in eine Drehbewegung, insbesondere für eine Uhr mit tonfrequentem Resonator als Gangordner, der ein Zeigerwerk antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umwandeln der Schwingungsbewegung in eine möglichst ruckfreie Drehbewegung das Schaltrad (1) mindestens teilweise aus einem Material hoher magnetischer Koerzitivkraft gefertigt ist, und an seinem Umfang mindestens ein Polpaar aufweist, und dass das Schaltrad direkt an ein Polrad (11) magnetisch angekoppelt ist·

2. Klinkengetriebe .nr.ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad einen Radreifen (1) aus Material hoher magnetischer Koerzitivkraft aufweist, der auf einer Achse (2) sitzt, deren Durchmesser etwa halb so gross wie der Durchmesser des Reifens ist.

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3. Klinkengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad einen Radreifen aus Material, das sich gut bearbeiten lässt und verschleissfest ist, vorzugsweise aus Kupfer-Beryllium-Bronce aufweist, dass ferner der Radreifen auf einer Achse aus Material hoher magnetischer Koerzitivkraft sitzt, die mindestens ein magnetisches Polpaar am Umfang aufweist, und dass die Dicke des Reifens gerade zum Schneiden von Zähnen des Schaltrades ausreichend bemessen ist.

4. Klink engetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad mindestens teilweise aus Weicheisen besteht und am Umfang Zähne aufweist, die ausserhalb der Zähne des Schaltrades liegen.

5, Klinkengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad mindestens teilweise aus Material hoher magnetischer Koerzitivkraft besteht und magnetische Polpaare mit wechselnder Polarität am Umfang aufweist.

6, Klinkengetriebe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Zähne am Um.fp.ng des Polrades, die ausserhalb der Zähne des Schaltrades liegen.

BAD ORfGfNAL

7. Klinkengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, für eine Uhr,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad mindestens einseitig in durchsichtigem Lagermaterial (3,4) gelagert ist, das die Ueberwachung des richtigen Eingriffs der Klinken (9,10) in das Schaltrad erlaubt.

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